关于导轨直线度测量的问题

x86438751

刚接到一个活，图片红色为导轨工作面，长度570mm。单导轨工作面宽度2mm，要求直线度控制在0.001mm/550mm内，发出来看看，有没有什么比较靠谱的方法来检测，允许测量不确定度稍大。

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高精度三坐标

长度室

研磨面平尺上用量块试塞试试看。

yx1437

1微米的直线度，这么长的管子  主要还是看工件如何放置和装夹  
不计算变形带来的影响的话，计量型三坐标测量机比较合适

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刀口尺直接比对

sohigh

0.001mm/550mm 这个技术要求在这，能把不确定度放宽到多少。   单独测这两个面，能想到的只有计量型坐标机、

规矩湾锦苑

　　问题：检测两条导轨的直线度误差，工作面长度570mm，单导轨宽度2mm，要求直线度控制在0.001mm/550mm内。
　　答：这个要求是非常高的。方案设计原则是：根据已知条件和三分之一原则，直线度误差测量结果的扩展不确定度应不得大于１μｍ的三分之一，即：Ｕ＝0.3μｍ，k=2，因此进一步确定所用测量仪器的分辨力和稳定性应该控制在0.1μｍ。
　　因此，我不知道计量型三坐标测量机是否能够达到上述要求，如果可以达到当然很好。如果达不到，建议使用一个研磨平尺，一个分辨力0.1μｍ的电感位移测量头，或扭簧仪、接触式干涉仪、立式光学计等的测量头，进行比较测量。测量步骤如下：
　　１安装调试：将研磨平尺的两端与被测导轨两端安装调整到等高，即在仪器读数系统中的读数均为0或读数相同；
　　２实施测量：测量导轨工作面不同位置与研磨平尺相应位置的读数差，再加上导轨相应部位的直线度误差修正值，作为被测导轨该受检点的测得值；
　　３数据处理：在各受检点的测得值中取最大值与最小值的差，即为导轨工作面直线度误差值，必要时可采用最小包容区法计算出导轨直线度误差值。

x86438751

规矩湾锦苑 发表于 2022-7-20 03:11
　　问题：检测两条导轨的直线度误差，工作面长度570mm，单导轨宽度2mm，要求直线度控制在0.001mm/550mm内 ...

感谢大师的回复，目前我采用的方法是根据《计量测试技术手册 第2卷 几何量》反向消差法进行，文中的示例是横向放置，我采用的是垂直放置，平板+0级直角尺+分度值0.2微米电感测微仪进行测量，不知道这种方式是否属于最为经济合理的？请指教！

237358527

x86438751 发表于 2022-7-25 16:14
感谢大师的回复，目前我采用的方法是根据《计量测试技术手册 第2卷 几何量》反向消差法进行，文中的示例 ...

平板的精度早超1μm
直角尺也要超1μm的
你组合一下，超多少都不知道了。

规矩湾锦苑

x86438751 发表于 2022-7-25 16:14
感谢大师的回复，目前我采用的方法是根据《计量测试技术手册 第2卷 几何量》反向消差法进行，文中的示例 ...

反向消差法是个不错的方法，可以消除作为直线度“计量标准”的误差影响，只考虑显示器的分辨力。但反向消差法需要注意一个问题，即确保“翻转180°”的可靠性。你的方案中平板和0级直角尺是直线度“计量标准”，只要确保两次称量是在“翻转180°”（反向）的情况下进行，其误差影响即可被消除。因此，重点是考虑作为指示器的“电感测微仪”，如果有分度值0.1μm的指示器更好。关于工件的安装方法，从您提供的示意图中发现工件端面较小，且似乎加工质量也并不好，确保两次检测的安装能在垂直状态下转180°极不容易，因此建议对长工作面的被测件还是水平安装为好。水平安装不要用直角尺，因为直角尺的工作面安装到水平状态也不容易，不如使用“研磨平尺”，且将平尺在平板上转180°是很容易实现的。

x86438751

237358527 发表于 2022-7-25 16:44
平板的精度早超1μm
直角尺也要超1μm的
你组合一下，超多少都不知道了。

直角尺其实没有关系的，平板到是会有一定影响，不过这个影响应该很小，正反180度是很重要的条件

x86438751

规矩湾锦苑 发表于 2022-7-26 02:47
反向消差法是个不错的方法，可以消除作为直线度“计量标准”的误差影响，只考虑显示器的分辨力。但反向消 ...

感谢您的回复，图示仅仅是示意图而已，实际有专门的工装来实现装夹和滑动

237358527

x86438751 发表于 2022-7-28 16:53
直角尺其实没有关系的，平板到是会有一定影响，不过这个影响应该很小，正反180度是很重要的条件 ...

你说的正反180°测量法，我知道
但是我一直有个疑问，
就是JJF 1140-2006        其他计量技术规范        直角尺检查仪校准规范        现行        2006-03-08        2006-09-08       
为什么会有 示值误差一说？！！！ 正反都可以抵消垂直度影响，为什么还要 给出 示值误差？
如果示值误差无法抵消，那说明正反180°法还是有其他因素会影响垂直度的。
不然那就变成了，同一直角尺校准同一直角尺检查仪，同一直角尺检查仪校准同一直角尺 。

x86438751

237358527 发表于 2022-7-29 07:18
你说的正反180°测量法，我知道
但是我一直有个疑问，
就是JJF 1140-2006        其他计量技术规范        直角尺检查仪 ...

感谢您的回复，你说的问题果真都在点子上，对于这个规程和这个测试方法，看上去确实有自相矛盾的地方，我个人的看法是：规程中的这个示值误差，主要是衡量设备的综合误差，包括了立柱直线度与滑动（运动部件）配合以及平板的平面度以及立柱与平板的垂直度，另外还考虑了换向的问题，所以这个示值误差其实是个很复杂的东西，当然了，我也有没看懂的地方，就是他的示值误差还要加上一个标准器的误差，不知道这个怎么算的了？

规矩湾锦苑

　　反向消差法是几何量测量中的“四大原则之一的“封闭原则”，在实际工作中的一个应用特例。在使用封闭原则进行测量时，所用测量系统的误差影响为最小。即，此时所用测量系统的误差被消除，被测对象的误差不会被消除，反而会被突出出来而测得。
　　JJF 1140-2006《直角尺检查仪校准规范》的被测对象是直角尺检查仪，使用的工具是标准直角尺或方形直角尺，测量方法使用了“反向消差法”，因此所用测量设备标准直角尺或方形直角尺的垂直度误差被消除，直角尺检查仪的“示值误差”被测到。
　　楼主同样也是使用了反向消差法，使用的工具是“平板+0级直角尺”构成直线度标准（我建议的是研磨平尺），分度值0.2微米电感测微仪为读数装置，被测对象是工件工作面。因此，“平板+0级直角尺”构成直线度标准器（或研磨平尺）的直线度误差被消除，工件工作面直线度误差被测得，测量方法要点是选择读数装置的分度值或分辨力应该满足要求。

237358527

x86438751 发表于 2022-8-2 16:10
感谢您的回复，你说的问题果真都在点子上，对于这个规程和这个测试方法，看上去确实有自相矛盾的地方，我 ...

规程中的这个示值误差，主要是衡量设备的综合误差，包括了立柱直线度与滑动（运动部件）配合以及平板的平面度以及立柱与平板的垂直度，另外还考虑了换向的问题，所以这个示值误差其实是个很复杂的东西，
既然如此复杂，怎么 在其他地方使用相同方法的时候，却没有考虑这些因素呢？
我看到很多CNAS的认可机构给出直角尺校准结果0.几个μm的测量不确定度，我觉得好不可思议。
而我评定的不确定度确实几个μm，包括，直角尺检查仪MPE，表头杠杆表的MPE,测量方法引入的（实际测量只用到一个直角尺的线直线度，而直角尺确实一个平面，平面不同位置的垂直度，必然有所不同，如果规程能在不同几个位置测量，取最大，这个不确定度分量应该可以取消），还有直角尺测量重复性。

规矩湾锦苑

　　反向消差法和封闭原则确实是个不错的检测方法，由于使用反向消差法消除了所用标准器的误差影响，很多影响都非常微弱，测量不确定度就主要就来自于显示装置的计量特性。
　　直角尺校准如果使用了反向消差法，校准结果的不确定度就主要来自于显示装置（指示器）的计量特性。在规程规定环境条件范围内的影响，可以忽略不计，被测对象的变动性也会根据其准确度等级的不同做严格规定，对被校参数测得值不确定度的影响也可以忽略不计。
　　楼主用直角尺和平板模拟直线度标准，用反向消差法检测工件表面直线度误差，直角尺和平板的误差影响被消除，剩下的只是读数装置的计量特性（主要是指示器的误差）影响。但必须要确保反向消差法的正确实施，确保翻转180°的正确性。

x86438751

237358527 发表于 2022-8-3 08:25
规程中的这个示值误差，主要是衡量设备的综合误差，包括了立柱直线度与滑动（运动部件）配合以及平板的平 ...

实话实说，那个规程真心没看懂他那示值误差到底是个啥东西，还是很认同您这个说法

x86438751

规矩湾锦苑 发表于 2022-8-4 04:23
　　反向消差法和封闭原则确实是个不错的检测方法，由于使用反向消差法消除了所用标准器的误差影响，很多影 ...

，
如您所说，翻转180度确实很重要，但实际过程中肯定会出现上图的情况，由于1、平板不平（图示是特意放大的效果），2、翻转角度不足180度，在这种情况下，会有多大的影响呢？

237358527

规矩湾锦苑 发表于 2022-8-4 04:23
　　反向消差法和封闭原则确实是个不错的检测方法，由于使用反向消差法消除了所用标准器的误差影响，很多影 ...

就请你解释两点：

JJF 1140-2006        其他计量技术规范        直角尺检查仪校准规范        现行        2006-03-08        2006-09-08

第一，既然反转180°可以抵消误差，为什么规范中还要 要求 标准器误差？

第二，规范中误差计算公式中要 加上 标准器 直角尺的垂直度

规矩湾锦苑

x86438751 发表于 2022-8-5 12:40
，
如您所说，翻转180度确实很重要，但实际过程中肯定会出现上图的情况，由于1、平板不平（图示是特意放 ...

　　平板肯定会有自己的平面度误差，但因为是直角尺底面与平板接触方式，是面接触不是点接触，对局部表面平面度误差起到了滤波效应，如同大海，虽然波涛汹涌起伏，但海平面整体仍然是个平面，平板的表面可以整体倾斜，整体仍呈现平面，如你图示放大的那种效果一般不会出现。因此，在楼主反向消差法直线度检测方案中，只要确保直角尺底面与平板工作面密切贴合，直角尺和平板作为组合直线度测量标准的两个测量设备，其平面度误差影响被消除，可以不必考虑。

规矩湾锦苑

237358527 发表于 2022-8-5 13:53
就请你解释两点：

JJF 1140-2006        其他计量技术规范        直角尺检查仪校准规范        现行   ...

　　第一，反转180°可以抵消标准器的误差，是指被检对象的被测参数是什么，就抵消标准器的什么误差，而不是标准器的什么误差都抵消。
　　被检对象（直角尺检测仪）的被测参数如果是垂直度误差，反向消差法就抵消标准器的垂直度误差，因此规范对标准器的垂直度误差无要求，要求的是标准器的平面度误差和表面粗糙度误差。另外规范对标准器的检定机构垂直度检定的测量不确定度提出了要求，这是对标准器检定机构垂直度测量结果的可信性提的要求。因为在直角尺检查仪的“示值误差”检定时，需要这个标准器垂直度误差检定结果修正，误差多大都没关系，是多大就修正多大，上级给的这个垂直度检定结果可信性（即测量不确定度）必须满足要求，才是关键。
　　第二，规范中“误差”计算公式中要加上标准器直角尺的垂直度，请注意这是指直角尺检查仪“示值误差”计算，不是指立柱与工作台面的“垂直度”计算。如果用反向消差法检定直角尺检查仪垂直度，则作为标准器的直角尺垂直度误差将被消除，这一点可参阅JJG7直角尺检定规程。

玉环普天

圆柱度测量仪或行程较大的轮廓仪，能满足0.001的要求，高精度的三坐标0.3微米的精度，比不上圆柱度仪和轮郭仪。

玉环普天

圆柱度测量仪或行程较大的轮廓仪，能满足0.001的要求，高精度的三坐标0.3微米的精度，比不上圆柱度仪和轮郭仪。

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237358527 发表于 2022-5-7 12:01
高精度三坐标

三坐标肯定是不行的，是单根导轨的直线度还是左右两根的直线度。可以用0级刀口尺，或者放在齿轮跳动检查仪上，用电感测微仪测量